低温下でのエアロゾルデポジション法(クライオAD法)による新規コーテイングの実現

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本年度は①実験系の構築、②低温下でのポリマー粒子(PTFE粒子)成膜ならびにポリマー・セラミック複合膜成膜実験を行った①クライオAD法の実験系構築のために、まず冷却システム構築を行った。当初はガス冷却による粒子冷却の予定だったが、冷却ガスに加え補助的に容器冷却を行うことで粒子温度-100℃以下と狙った温度帯に冷却することが可能となった。また、ターゲット基板も同時に冷凍機によるステージ冷却を行うことで冷却システムを構築した。②ターゲット粒子であるPTFE粒子に対して容器・ガス冷却下と室温下でAD成膜を行い比較実験を実施した。室温においてはPTFE粒子は緻密膜とならず圧粉体になる。対し、容器・ガス冷却下においては基板から数μm程度は緻密膜が形成され、そこから上部は圧粉体となった。これは、基板上に成膜されたPTFE緻密膜が室温へと戻ったことにより軟化し、後から続く粒子の衝撃破砕が引き起こされなくなったことが原因と考えられる。そこで、①に示す様に粒子冷却系に加えステージ冷却系を導入し、現在基板・粒子・ガスの３つを冷却した系を設計し、その系を用いてポリマー粒子成膜を実施している。加えて、低温下においてポリマーの低温衝撃破砕を引き起こすために、セラミック粒子を少量添加することにより柔軟ポリマー緻密膜ならびにポリマー・セラミック複合膜が形成されやすくなるといった成果を得た。これらの成果により、次年度に予定している温度（粒子硬度）をパラメータとしてAD成膜のプロセスウインドウ決定ならびにハイブリッドコーティングを行うのための実験を可能としている。